DE202006012659U1

DE202006012659U1 - Luftfiltersystem für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE202006012659U1
Application number: DE202006012659U
Authority: DE
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2006-08-17
Filing date: 2006-08-17
Publication date: 2007-12-27
Anticipated expiration: 2016-08-18

Abstract

Luftfiltersystem für eine Brennkraftmaschine, mit einem Luftfiltergehäuse (2), das einen Filterraum (3) aufweist, in den ein Filterelement (4) eingebracht ist, wobei der Filterraum (3) auf der Rohluftseite (6) mit einem Einströmkanal (5) und auf der Reinluftseite (8) mit einem Abströmkanal (7) kommuniziert und in eine Gehäusewand des Luftfiltergehäuses (2) mindestens eine zusätzliche, mit dem Filterraum (3) verbundene Öffnung (9, 11) eingebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine zusätzliche Öffnung (9, 11) in der Gehäusewand von einer luftdurchlässigen Abdecklage (10, 12) abgedeckt ist.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf ein Luftfiltersystem für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Stand der Technik
Ein derartiges Luftfiltersystem wird in der DE 102 13 604 A1 beschrieben. Dieses Luftfiltersystem umfasst ein Luftfiltergehäuse, das einen Filterraum zur Aufnahme eines Filterelementes einschließt. In das Luftfiltergehäuse mündet ein Einströmkanal, über den die herangeführte Verbrennungsluft der Rohluftseite des Filterelementes im Filterraum zuführbar ist. Über einen Abströmkanal wird die an der Reinluftseite ausgetretene, gereinigte Verbrennungsluft abgeleitet und den Zylindern der Brennkraftmaschine zugeführt.
In die Gehäusewandung des Luftfiltergehäuses sind im Bereich der Rohluftseite eine Reihe zusätzlicher Öffnungen eingebracht, die in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine verschließbar sind. Auf diese Weise soll eine effektive Modulation von Ansauggeräuschen ermöglicht werden. Ein Filtereffekt kommt diesen Öffnungen aber nicht zu.
Offenbarung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen über weite Betriebsbereiche einer Brennkraftmaschine den Druckverlust im Ansaugsystem gering zu halten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
Bei dem erfindungsgemäßen Luftfiltersystem für eine Brennkraftmaschine ist in das Luftfiltergehäuse ein Filterraum zur Aufnahme des Filterelementes eingebracht, wobei der Filterraum auf der Rohluftseite mit einem Einströmkanal und auf der Reinluftseite mit einem Abströmkanal kommuniziert. Des Weiteren ist in die Gehäusewand des Luftfiltergehäuses mindestens eine zusätzliche, mit dem Filterraum verbundene Öffnung eingebracht, die von einer luftdurchlässigen, porösen Abdecklage abgedeckt ist.
Diese Ausführung weist den Vorteil auf, dass über die zusätzliche Öffnung, die von der Abdecklage überdeckt ist, unter bestimmten Druck- und Strömungsverhältnissen ein nennenswerter, zusätzlicher Luftmassenstrom in das Luftfiltergehäuse einströmen kann. Auf diese Weise wird ohne Änderung des Luftansaugweges die Zufuhr zusätzlicher Verbrennungsluft erreicht, und zwar mit ausschließlich passiven Maßnahmen, die keinen zusätzlichen Stellaufwand erfordern. Im Unterschied zu Ausführungen mit aktiv einstellbaren Klappen, die beispielsweise über Unterdruck oder Federn zu steuern sind, wird eine konstruktiv einfache Ausführung erreicht, die dennoch bei bestimmten Betriebsbedingungen einen zusätzlichen Luftmassenstrom ermöglicht. Außerdem werden mit der erfindungsgemäßen Ausführung die Nachteile aus dem Stand der Technik vermieden, die darin liegen, dass verstellbare Klappen in der Gehäusewand des Luftfilter gehäuses zu Pulsationen neigen und außerdem bei tiefen Temperaturen einfrieren können. Zudem besteht im Stand der Technik die Gefahr, dass die Akustik sich verschlechtert. Diese Nachteile werden bei der erfindungsgemäßen Ausführung vermieden.
Bei geringer Motorleistung und damit einhergehend einem geringen Luftmassenstrom ist der Druckverlust über den normalen Ansaugweg gering, also den Strömungsweg über den Einströmkanal, das Luftfilterelement und den Abströmkanal. In diesem Fall wird über die zusätzliche Öffnung in der Gehäusewandung und die darin angeordnete Abdecklage kein oder nur ein geringer Luftmassenstrom einströmen. Bei höheren Motorleistungen dagegen steigt der benötigte Luftmassenstrom an, wobei zugleich der Druckverlust über den normalen Luftansaugweg ebenfalls ansteigt. Bei einer entsprechenden Wahl des Materials für die Abdecklage ist der Druckverlust über die zusätzliche Öffnung einschließlich der Abdecklage geringer als der Druckverlust im normalen Luftansaugweg, so dass ein ansteigender Anteil des Luftmassenstroms den Weg über die zusätzliche Öffnung nimmt. Mit zunehmender Motorleistung steigt somit der Luftmassenstromanteil über die Abdecklage an, wobei dieser Luftmassenstrom zu dem über den regulären Ansaugweg einströmenden Luftmassenstrom hinzukommt.
Gemäß zweckmäßiger Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Material der Abdecklage einen geringeren Druckabfall bewirkt als das Filterele ment, welches in dem Filterraum im Luftfiltergehäuse angeordnet ist. Zugleich ist aber eine Vorfilterung über die Abdecklage sichergestellt.
Die zusätzliche Öffnung mit der Abdecklage kann entweder auf der Reinluftseite des Filterraumes oder alternativ bzw. kumulativ auf der Rohluftseite des Filterraumes angeordnet sein bzw. mit der Reinluft- bzw. Rohluftseite kommunizieren. Gemäß einer ersten Ausführung ist die Öffnung unmittelbar in die Wandung eingebracht, die den Filterraum begrenzt. Gemäß einer zweiten Ausführung kann aber auch ein zusätzlicher Strömungskanal in die Wandung des Luftfiltergehäuses eingebracht sein, wobei in diesem Fall die Abdecklage in den Strömungsquerschnitt dieses zusätzlichen Einströmkanales eingebracht ist. Für den Fall, dass die zusätzliche Öffnung mit der Reinluftseite kommuniziert, stellt dieser Strömungsweg einen Bypass zum Filterelement dar.
Als Material für die Abdecklage kann jedes luftdurchlässige, poröse Gewebe gewählt werden, beispielsweise Vlies, Papier, Keramik, Sinterkunststoff oder Metallgewebe. Zweckmäßig besitzt das Material in Durchströmrichtung federnde Eigenschaften, wodurch sichergestellt ist, dass bei einer Anordnung im Bereich der Mantelfläche des Luftfiltergehäuses eine ausreichende Sicherheit gegen mechanische Schädigungen gegeben ist.
Des Weiteren kann es zweckmäßig sein, an der Außenseite des Luftfiltergehäuses eine Abschirmwand vorzusehen, die den zu der zusätzlichen Öffnung geleiteten Luftstrom begrenzt. Auf diese Weise kann die Anströ mung der zusätzlichen Öffnung beeinflusst werden, beispielsweise um sicherzustellen, dass keine Warmluft herangeführt wird. Zwar kann ein gewisser Anteil an Warmluft beigemischt werden; die Grenztemperatur im Saugrohr darf hierbei aber nicht überschritten werden. Im Falle eines karosseriefesten Luftfilters sollte die zusätzliche Öffnung mit der Abdecklage gegenüber dem Radkasten und im Falle eines motorfesten Luftfilters gegenüber dem Wasserkasten mithilfe der Abschirmwand abgegrenzt werden. Die Abschirmwand ist zweckmäßig einteilig mit der Gehäusewandung ausgeführt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.
Es zeigen:
1 in schematischer Darstellung ein Luftfiltersystem für eine Brennkraftmaschine, mit einem Luftfiltergehäuse, das einen Filterraum mit einem Luftfilterelement aufweist, wobei die Gehäusewandungen sowohl auf der Rohluftseite als auch auf der Reinluftseite jeweils mit einer Öffnung mit darin angeordneter poröser und luftdurchlässiger Abdecklage versehen sind,
2 in perspektivischer Ansicht ein Luftfiltersystem mit zusätzlicher Öffnung, in die die Abdecklage eingebracht ist,
3 das Luftfiltersystem in einer Draufsicht.
Ausführungsform(en) der Erfindung
Wie 1 zu entnehmen, umfasst das Luftfiltersystem 1 ein Luftfiltergehäuse 2, in das ein Filterraum 3 eingebracht ist, welches ein Filterelement 4 zur Filterung des herangeführten Luftmassenstromes beherbergt. Die Verbrennungsluft wird über einen Einströmkanal 5 herangeführt, der einteilig mit der Gehäusewandung des Luftfiltergehäuses 2 ausgebildet ist. Der Einströmkanal 5 mündet im Bereich der Rohluftseite 6 des Filterelementes 4 in den Filterraum 3.
Nach dem Durchströmen des Filterelementes 4 befindet sich die gereinigte Verbrennungsluft auf der Reinluftseite 8, die mit einem Abströmkanal 7 kommuniziert, der ebenfalls einteilig mit der Gehäusewandung des Luftfiltergehäuses 2 ausgebildet ist und über den der gereinigte Luftmassenstrom in Richtung Brennkraftmaschine abgeleitet wird.
In die Gehäusewandung des Luftfiltergehäuses 2 sind sowohl im Bereich der Rohluftseite 6 als auch im Bereich der Reinluftseite 8 des Filterraumes 3 jeweils Öffnungen 9 bzw. 11 eingebracht, die von einer porösen, luftdurchlässigen Abdecklage 10 bzw. 12 vollständig abgedeckt sind. Diese Abdecklage 10 bzw. 12 besteht beispielsweise aus einem Vlies, aus Papier, Keramik, Sinterkunststoff oder Metallgewebe, wobei das gewählte Material vorteilhafterweise einen geringeren Druckabfall als die Rohluftseite 6 zusammen mit dem Filterelement 4 bewirkt, welches im Filterraum 3 im regulären Strömungsweg der zu reinigenden Verbrennungsluft ange ordnet ist. Wie mit den Pfeilen 13 und 14 angedeutet, kann über die Öffnungen 9 bzw. 11 und die darin gehaltenen Abdecklagen 10 bzw. 12 ein zusätzlicher Teilluftmassenstrom herangeführt werden, der zu dem über den regulären Strömungsweg geführten Luftmassenstrom hinzukommt. Insbesondere mit zunehmenden Motorlasten steigt der über die Öffnungen 9 und 11 eingebrachte Teilmassenstrom gemäß den Pfeilen 13 und 14 im Verhältnis zu dem Luftmassenstrom über den regulären Strömungsweg an, da mit höheren Motorleistungen der Druckverlust über das Luftfilterelement 4 größer wird, wohingegen bei geeigneter Wahl des Materials für die Abdecklagen 10 bzw. 12 der Druckverlust über diese Abdecklagen geringer gehalten werden kann.
Die über die Öffnung 9 eingeleitete Verbrennungsluft muss nicht zwingend über die Abdecklage 10 gereinigt werden, da im Filterelement 4 eine Filtration stattfindet. Daher kann gegebenenfalls in der Öffnung 9 eine Abdecklage 10 ohne Filtrationswirkung verwendet werden.
Die über die Öffnung 11 eingeleitete Verbrennungsluft muss dagegen in der Abdecklage 12 gereinigt werden, da das Filterelement 4 nicht mehr passiert wird. Die in die Öffnung 11 eingesetzte Abdecklage 12 muss daher eine Filtrationswirkung besitzen.
Anstelle von zwei Öffnungen und darin angeordneter Abdecklagen rohluftseitig und reinluftseitig kann es auch ausreichen, entweder nur auf der Rohluftseite oder nur auf der Reinluftseite jeweils eine Öffnung mit darin positionierter Abdecklage vorzusehen.
Um dem Luftmassenstrom, welcher über eine der Öffnungen 9 bzw. 11 herangeführt wird, ein bestimmtes Strömungsverhalten aufzuprägen, kann es zweckmäßig sein, eine Abschirmwand 15 vorzusehen, die insbesondere einteilig mit der Gehäusewandung des Luftfiltergehäuses 2 ausgebildet ist. Über die Abschirmwand 15 wird beispielsweise sichergestellt, dass keine unerwünschte Warmluft bzw. Warmluft nur bis zu einem begrenzten Maße über die zusätzlichen Öffnungen und die darin angeordneten Abdecklagen herangeführt wird.
Wie den Darstellungen nach den 2 und 3 zu entnehmen, ist die Öffnung 9 unmittelbar in die Gehäusewandung des Luftfiltergehäuses 2 eingebracht. In die zusätzliche Öffnung 9 ist ein Rahmen 16 eingesetzt, in den die Abdecklage 10 eingespannt ist.

Claims

Luftfiltersystem für eine Brennkraftmaschine, mit einem Luftfiltergehäuse (2), das einen Filterraum (3) aufweist, in den ein Filterelement (4) eingebracht ist, wobei der Filterraum (3) auf der Rohluftseite (6) mit einem Einströmkanal (5) und auf der Reinluftseite (8) mit einem Abströmkanal (7) kommuniziert und in eine Gehäusewand des Luftfiltergehäuses (2) mindestens eine zusätzliche, mit dem Filterraum (3) verbundene Öffnung (9, 11) eingebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine zusätzliche Öffnung (9, 11) in der Gehäusewand von einer luftdurchlässigen Abdecklage (10, 12) abgedeckt ist.
Luftfiltersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdecklage (10, 12) aus einem Material besteht, das in dem durchströmenden Luftmassenstrom einen geringeren Druckabfall bewirkt als das Filterelement (4) im Filterraum (3).
Luftfiltersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Öffnung (11) mit der Abdecklage (12) mit der Reinluftseite (8) des Filterraumes (3) kommuniziert.
Luftfiltersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Öffnung (9) mit der Abdecklage (10) mit der Rohluftseite (6) des Filterraumes (3) kommuniziert.
Luftfiltersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdecklage (10, 12) in Durchströmrichtung federnd ausgebildet ist.
Luftfiltersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdecklage (10, 12) aus Vlies, Papier, Keramik, Sinterkunststoff oder Metallgewebe besteht.
Luftfiltersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Außenseite des Luftfiltergehäuses (2) benachbart zur der mit der Abdecklage (10, 12) überdeckten Öffnung (9, 11) eine Abschirmwand (15) vorgesehen ist, welche den zu der Öffnung (9, 11) strömenden Luftstrom begrenzt.
Luftfiltersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdecklage (10, 12) in einem Rahmen (16) eingefasst und der Rahmen (16) in die Öffnung (9, 11) eingesetzt ist.